我家的加湿器坏了，本打算买新的，但家里刚好有了 3D 打印机，于是想着自己先做一个简易版，之后再做外壳。这不是我原创的想法，灵感来自 B 站和 MakerWorld 的一些分享，我只是实践、评测，并做了少量改进。以下内容分享我的经验、信息和踩过的坑，完全以实用为出发点，解决问题为目标，没有为了“功能齐全”而堆设计。

1 我的需求

1.1 基本需求

  • 给 10–20 平米的房间加湿
  • 尽量不使用喷雾式方案
  • 可直接使用自来水
  • 单次加水容量大（>4L），避免频繁操作
  • 占用空间小
  • 水位可直观观察

1.2 附加需求

  • 外观简洁美观
  • 显示温度与湿度
  • 根据湿度调节加湿量
  • 仅夜间工作
  • 加水和清洁方便

2 加湿器原理

常见家用加湿器主要有三种原理：

2.1 超声波式（最常见）

  • 原理：压电陶瓷高频振动，把水雾化成微米级液滴，由风扇送出
  • 优点：体积小、功耗低、成本低
  • 缺点：水中杂质随雾喷出，易产生白粉，对水质敏感
  • 总结：性价比高，但水质要求高

2.2 蒸发式（冷蒸发）

  • 原理：风扇吹过湿滤芯或湿帘，使水以分子形式蒸发到空气
  • 优点：不易过湿、不产生白粉，体感自然
  • 缺点：体积相对大，滤芯需定期更换
  • 总结：加湿稳定，最接近自然空气湿度

2.3 加热蒸汽式（电热型）

  • 原理：加热水至沸腾，释放蒸汽
  • 优点：加湿效率高，可杀菌
  • 缺点：功耗大，有烫伤风险，结构与控制要求高
  • 总结：成本高、安全要求高，不推荐 DIY

3 第一版实现（冷蒸发式）

基于上述对比，第一版选择了冷蒸发式方案，仅实现基本需求。

实际使用中，风扇低速运行（约额定转速的 1/3），夜间基本无可感知噪音。连续运行约 10 小时，用水量约 1–2L。我看网上也有测试：在极端测试条件下（风量最大），蒸发速率可达约 1L/h，我觉得没必要——且不说噪音问题，咱这水也不可能半夜每隔四小时加一次。

蒸发速率主要受以下三点影响：水的有效表面积，空气流速，空气湿度差。当室内湿度接近 60% 时，即便滤芯保持湿润，蒸发速率也会显著下降，这是冷蒸发方案的自然稳定特性。

整体由三部分组成：水箱、滤芯、可调速风扇，总成本约 60+。

3.1 水箱

水箱选用宠物自动喂水器，其供水结构为重力式连通器：在水箱保持气密的前提下，依靠负压维持水盘水位恒定。最大容量约 4L，透明结构便于观察水位。

3.1.1 常见问题：能否更方便地加水

目前水箱不太方便，每次加水都需要拆下。有人建议在水箱顶部开孔，从上方加水，但这是不可行的。因为水箱结构依赖于气密性，仅允许在特定位置进气。如果直接在顶部开孔，会破坏负压条件，导致水箱漏水。

在不引入额外阀门或密封结构的前提下，该问题基本无解，因此暂时保留原设计。

3.2 滤芯

从原理上看，滤芯的作用是在有限体积内最大化水的有效蒸发表面积，其性能直接决定冷蒸发加湿器的效率。

滤芯依靠内部毛细结构将水向上输送，使整体保持均匀湿润；同时通过大小孔径的组合，在存水能力与空气通透性之间取得平衡。

3.2.1 常见问题：自制加湿器和买的有什么差别

北方冬季供暖时，加湿器可能连续几个月运行，滤芯长期湿润并通风，无论水质如何，微生物滋生难以避免。冷蒸发过程中进入空气的只是 H₂O 分子，矿物质和杂质会滞留在滤芯并逐渐积累，导致结垢或变色，因此滤芯必须定期更换。不同品牌滤芯的差异主要在材料和结构稳定性，价格从十几元到数百元不等。自制与成品整机在滤芯功能上的区别并不大。

3.3 风扇

我用的是 12 cm 强风磁浮静音风扇（带调速电源）。尺寸上有点不太合适：风扇是 12×12 cm 方形，滤芯外径大约 14 cm，所以四个角会超出来。

如果只是想做个简单版，影响的主要是外观；但如果打算后面封 3D 打印外壳，这四个角就不太好处理了——理论上可以把塑料角锯掉，但不算最优方案。

从几何上看，10 cm 的方风扇对角线约 14.14 cm，仍可能比滤芯大一些；即便用圆角风扇，也要留意滤芯边缘厚度。综合考虑，我觉得 8 cm 风扇更稳妥，安装上更省事，风量在这种方案里也够用。

供电方面，我买的是 20 元左右、带插头和调速的电源，作为独立运行完全够了。但如果以后想加湿度控制或自动调速，这套可能就不够灵活。实验阶段的话，用闲置的电脑风扇先测试，反而更方便接入后续控制系统。

3.4 组装

空间利用也是一个重要考量。从原理上看，这种冷蒸发加湿器占用最小空间的构成就是：水箱、滤芯、风扇，而且它们在空间上不能太重叠，否则就会出现“风直接吹到水面”这种效率低下的情况。这个方案在我尝试过的 DIY 里，算是最省空间的了，没有多余零件。

最简单的组装方式就是把三部分固定在一起。如果担心风扇不稳，可以在风扇和滤芯接触的点上加一点热熔胶固定。

这个设计有一个小问题：水箱出水盘内径是 14 cm，而滤芯较细一端外径也是 14 cm，刚好吻合。安装时得用点力，而且水盘底部还有弧度，导致滤芯插不到底，只能部分接触水面，水就吸不上来。

解决方法其实很直接：要么换小一点的滤芯；我为了不浪费已经买的，就把滤芯底盘的塑料圆环锯掉一个小角度，大约五度左右。为了保持对称美观，我在另一边也锯了一点。这样滤芯就能顺利插到底，水可以从下到上完全湿透。

3.4.1 常见问题：需要加水泵吗？

通常有两种情况：如果滤芯直接接触水面，就不需要水泵；如果为了节省空间，水箱在下、容器在上，滤芯无法接触水面，就需要用水泵把水抽上来。

我现在的方案属于第一种，所以不需要额外水泵。虽然买个鱼缸抽水泵也不贵，但还得单独供电，整体布线就会复杂不少。

4 下一步改进

4.1 自动控制

目前使用方式是晚上打开，早上关闭，有时候会忘记关，操作上稍显麻烦。下一步计划加入 Arduino 自动控制，实现基于时间或湿度的开关及风速调节，从而减少手动干预。

4.2 状态显示

市面上便宜的加湿器通常不带温湿度显示模块。模块成本并不高，但超声波式加湿器的水雾会导致局部湿度升高，使传感器测量的值偏离房间整体湿度，进而产生误判，反而影响用户使用感受。

冷蒸发方案相对稳定：如果风从四周吹出，把湿度传感器放在合适位置（如顶部、略远离滤芯），读取的数据会更接近整体环境湿度。再通过在逻辑上加上变化延迟处理，也能减少短期波动的干扰。

4.3 封装与防护

计划加装 3D 打印外壳，外壳可以提供以下功能：

  • 防止误触风扇
  • 对滤芯提供防尘保护
  • 增加整体结构稳固性
  • 美化外观，使设备更融入家居环境